Forskning, Naturvetenskap

Nya grundämnen diskuteras på Nobelsymposium vid LU

I månadsskiftet maj-juni diskuteras nya supertunga grundämnen när Lunds universitet anordnar Nobelsymposium i fysik och kemi. Längre fram hägrar ett Nobelpris för någon av upptäckarna, men vägen dit är inte spikrak och konkurrensen mellan länder och forskare hård.

Dirk Rudolph,

Dirk Rudolph med den senaste nuklidkartan. Gula fält visar alfasönderfall och gröna fält fission.

Strax före nyår presenterades fyra nya supertunga grundämnen. Forskarteam i Ryssland, USA och Japan höjdes till skyarna för att ha lyckats tillverka och upptäcka de radioaktiva grundämnena med atomnummer 113, 115, 117 och 118 vid experiment i laboratorier. I och med godkännandet anses sjunde raden i det periodiska systemet komplett.

Sverige och Lund fanns också med på ett hörn när nyheten spreds över världen. Anledningen var att två av de fyra grundämnena bekräftades genom mätningar gjorda av kärnfysikern Dirk Rudolph och hans forskarlag på Fysiska institutionen i Lund.

De fyra nya grundämnena står i fokus i samband med Nobelsymposiet om en månad. Klart är att upptäckarna kommer. Allt tyder på att de, eller platserna där upptäckterna gjorts, kommer att få ge namn åt de nya grundämnena.

Att vara först och därmed få ge namn åt ett nytt grundämne har i hundra år varit en kamp mellan olika forskare och med tiden tenderat att bli en politisk strid mellan länder. Ära och berömmelse väntar den som får namnge ett nytt grundämne.

Men kanske är det uppmärksamhet av ett annat slag som väntar upptäckarna av de nya supertunga grundämnena när de kommer till Lund och Bäckaskogs slott.

– Det finns lite oklarheter kring hur själva godkännandet av ett par grundämnen har gått till. Det kommer nog att bli diskussioner om det, säger Dirk Rudolph, som är huvudorganisatör av Nobelsymposiet.

När ett nytt grundämne godkänns görs det efter en granskning av Joint Working Party (JWP), en kommitté som är sammansatt av experter dels från IUPAP (Internationella fysikunionen), dels från IUPAC (Internationella kemiunionen). Enligt Dirk Rudolph råder ingen tvekan om att ryssar och amerikaner upptäckt grundämnena med atomnummer 115 och 117 – upptäckten är ju bekräftad av honom själv och hans team. Kritiken handlar om att godkännandet verkar ha hastats fram.

– Så är det, men jag vill inte gå in djupare på det just nu, säger Dirk Rudolph.

Genom att studera de alfasönderfallskedjor som har lett fram till upptäckten av grundämnena med atomnummer 113, 115, 117 och 118 är han övertygad om att det finns fler grundämnen att upptäcka. Även de kommer att tillverkas i partikelacceleratorer och mätstationer. Dirk Rudolph tror att Lund och samarbetspartnern i Tyskland ligger bra till för att hinna först i racet. Inte minst med tanke på att mätstationen i Lund uppgraderas för nästan 20 miljoner kronor med hjälp av ett anslag från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. Samtidigt kommer tyskarna att bygga en ny och bättre partikelaccelerator.

– Sönderfallskedjorna för 119, 120, 121 och 122 borde vi ha upptäckt före år 2025, godkännandet är en annan femma, säger Dirk Rudolph.

Grundämnen med högre atomnummer än så går antagligen inte att upptäcka, inte med den utrustning som finns oavsett hur mycket den uppgraderas. Halveringstiderna blir sannolikt för korta. Kanske blir det möjligt i framtiden med nya experimentella metoder.

Just nu leder Storbritannien tävlingen om att ha namngett flest grundämnen, Sverige och Tyskland delar andraplatsen följda av USA. När namngivningen av atomnummer 113, 115, 117 och 118 är klar kan USA mycket väl ta över andraplatsen.

– Förhoppningsvis blir det inte långvarigt. Vi i Lund är med i jakten, så mycket kan jag lova.

Trots äran som väntar den som tillverkar och upptäcker ett nytt grundämne är det inte den jakten som är huvudsaken för Dirk Rudolph. Långt viktigare än så är en annan jakt – den på en ”ö” av stabila, supertunga grundämnen som inte sönderfaller på bråkdelen av en sekund.

– Det handlar om att ta reda på om den här ”ön” överhuvudtaget finns. Det vill jag veta innan jag går i pension!

Text: Jan Olsson

Foto: Gunnar Menander

TILLVERKADE GRUNDÄMNEN 

Uran med atomnummer 92 var det sista grundämnet att upptäckas naturligt på jorden. Grundämnen med högre atomnummer är tillverkade. Godkännandet av fyra nya supertunga, radioaktiva grundämnen kom strax före nyår 2015. De fyra grundämnena har producerats i laboratorier genom att krocka atomkärnor mot varandra. De har atomnummer 113 (ununtrium), 115 (ununpentium), 117 (ununseptium) och 118 (ununoktium). Namnen är tillfälliga och ändras när namngivningsprocessen är klar.

NOBELSYMPOSIET

Lunds universitet står som värd för årets Nobelsymposium i fysik och kemi. Symposiet äger rum på Bäckaskog slott och hålls mellan 29 maj och 3 juni. Temat är ”Kemin och fysiken hos tunga och supertunga grundämnen”. Världens ledande forskare från bland annat Ryssland, USA, Japan, Sverige och Tyskland deltar. De kommer att diskutera tillverkning av ännu fler supertunga grundämnen, deras placering i periodiska systemet, deras inre struktur samt namngivningen av de fyra som godkändes i vintras. Nobelsymposiet finansieras genom medel från Nobelstiftelsen och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.